DE2501021A1

DE2501021A1 - Plug closure for nuclear vessel or decay tank - has steel lips welded externally to form seal

Info

Publication number: DE2501021A1
Application number: DE19752501021
Authority: DE
Inventors: Robert Jackes
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1975-01-13
Filing date: 1975-01-13
Publication date: 1976-08-19
Also published as: JPS5192995A

Abstract

A closure for an aperture in a vessel comprises a plug; both the edge of the plug and the edge of the opening are fitted with lips, corresponding (in paris) and made of a weldable material, such as steel. Alternatively, a lip on the plug or the opening can be welded to a corresponding part of the opening or the plug. The lips are welded together to form a tight seal. Preferably, the lips are cast into or formed into the material of the plug or opening. The closure may be used esp. for a penetration in a reactor vessel or tank (claimed), in which case the plug and/or the rim of the penetration are of gray cast iron. Used for reactor pressure vessels, fuel element decay tanks. Pressure seals, with the attendant wear problems, are eliminated.

Description

Verschluß für eine Öffnung eines Behälters mit einem Stopfen o.dgl.Closure for an opening of a container with a stopper or the like.

Die Erfindung betrifft einen Verschluß für eine Öffnung eines Behälters mit einem Stopfen o.dgl., insbesondere für kerntechnische Anlagen.The invention relates to a closure for an opening of a container With a stopper or the like, especially for nuclear facilities.

Die Erfindung bezieht sich wesentlich auf Verschlüsse, an die besondere und/oder hohe Anforderungen gestellt werden müssen. Ein Anwendungsbeispiel dieser Art sind kerntechnische Anlagen, wobei es sich um einen Reaktordeckel, den Deckel eines Brennelementabklinglagers oder sonstige Verschlüsse handeln kann. Diese Deckel bzw. die Stopfen der Verschlüsse Dia in der Regel aus Grauguß gefertigt. Bei diesen Verschlüssen werden Gasdichtigkeit, auch unter erheblichem Druck, UTS urchlässigkeit für radioaktive Strahlung sowie eine Lösbarkeit des Stopfens bzw. Deckels, beispielsweise zum Brennelementwechsel oder sonstigen Arbeiten, gefordert.The invention relates essentially to closures, to the particular and / or high demands have to be made. An example of this Kind are nuclear facilities, whereby it is a reactor cover, the cover a fuel element decay storage or other closures. These lids or the stoppers of the Dia closures are usually made of gray cast iron. With these Closures become gas tight, even under considerable pressure, UTS permeability for radioactive radiation and releasability of the stopper or lid, for example for fuel element replacement or other work, required.

Es wurde bisher versucht, die erforderliche Gasdichtigkeit dadurch zu erreichen, daß zwischen dem Stopfen und dem Saum der Öffnung eine Dichtung angeordnet wurde, für die wegen hoher Temperatur- und Strahlenbelastung nur besondere Werkstoffe, wie Asbest, benutzt werden konnten. Diese Dichtungspackung wurde mittels Schraubverbindungen zusammengepreßt.Attempts have been made so far to achieve the required gas tightness to achieve that a seal is arranged between the plug and the edge of the opening for which, due to high temperature and radiation exposure, only special materials such as asbestos, could be used. This packing was made by means of screw connections compressed.

Es hat sich insbesondere bei Anlageteilen, die starken Temperaturschwankungen ausgesetzt sind gezeigt, daß die, möglicherweise infolge ungleichmäßigen Wärmedehnung, auf- -tretende Reibung zwischen den Dichtflächen zu völliger Zerstörung der Dichtungspackung, wie solcher aus Asbest, führte1 Es war in jedem Falle eine sorgfältige und daher aufwendige Bearbeitung der Dichtflächen notwendig, ohne daß hierdurch die erwünschte Gasdichtigkeit mit Sicherheit erzielt wurde.It has become particularly evident in parts of the system that have strong temperature fluctuations exposed are shown that, possibly as a result of uneven thermal expansion, Occurring friction between the sealing surfaces to complete destruction of the packing, such as those made from asbestos, led1 It was in each case a careful and therefore complex machining of the sealing surfaces is necessary, without this resulting in the desired Gas tightness was achieved with certainty.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschluß für eine Öffnung eines Behälters mit einem Stopfen o.dgl. zu schaffen, mit dem bei einem hohen Maß an Sicherheit Gasdichtigkeit bei hohem Druck und Undurchlässigkeit für radioaktive Strahlung erreicht werden, der durch unterschiedliche Wärmedehnung angrenzender Elemente nicht beeinträchtigt werden kann, der verhältnismäßig einfach herzustellen und zu lösen ist, und der sich durch eine wenig aufwendige Konstruktion auszeichnet.The invention has for its object to provide a closure for a Opening a container with a stopper or the like. to create with the one high level of safety gas tightness at high pressure and impermeability to radioactive radiation can be achieved by different thermal expansion adjacent Elements cannot be affected, which is relatively easy to manufacture and is to be solved, and which is characterized by an inexpensive construction.

Bei einem eingangs behandelten Verschluß ist die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Öffnung und an dem Stopfen o.dgl. mit einander korrespondierende Lippen o.dgl.In the case of a closure dealt with at the outset, the object is according to the invention solved in that the opening and the plug or the like. corresponding to each other Lips or the like.

aus einem schweißbaren Werkstoff, wie Stahl, angeordnet sind, oder daß der Stopfen - mindestens - eine Lippe aus dem schweißbaren Werkstoff aufweist, die zu an oder in der oder um die Öffnung gelegenen Gegenständen oder deren Abschnitten aus ebenfalls schweißbarem Werkstoff korrespondiert, derart, daß - zwecks. Dichtung - die Lippen miteinander oder die Lippe mit den Gegenständen oder deren Abschnitten verschweißt werden können oder verschweißt sind. Hierdurch wird neben den aufgabengemäßen Vorteilen zugleich erreicht, daß eine bisher sehr aufwendige Bearbeitung von Dichtflächen und Dichtungspackungen mit ihren verschiedenen Problemen, wie der Werkstoffwahl entfallen, daher auch eine tberprüfung der Gasdichtigkeit in kurzen Zeitabständen. Schraubverbindungen und deren Herstellung werden eingespart. Zum Öffnen des Verschlusses bzw. Lösen des Stopfens, Deckels o.dgl. ist es lediglich erforderlich, die Schweißnaht, beispielsweise durch Abschleifen, zu entfernen. made of a weldable material, such as steel, are arranged, or that the stopper - at least - one lip from the weldable material has that to or in or around the opening objects or whose sections are also made of weldable material, in such a way that - for the purpose of. Seal - the lips together or the lip with the objects or the sections of which can be welded or are welded. Through this is achieved in addition to the advantages according to the task at the same time that a previously very complex processing of sealing surfaces and packing with their various Problems, such as the choice of material, do not apply, therefore a check of the gas tightness is also necessary at short intervals. Screw connections and their production are saved. To open the closure or loosen the stopper, lid or the like. it is just necessary to remove the weld seam, for example by grinding.

Der Aufwand hierfür ist bereits erheblich geringer als der, der bisher allein für Auswechseln der Dichtungspackungen aufgebracht werden mußte. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird zudem eine Verringerung der Zahl bisher erforderlicher Stilisetzungen der Anlagen ermöglicht.The effort for this is already considerably less than that previously had to be applied solely for changing the packing. Through the Measure according to the invention also requires a reduction in the number previously necessary Enables stylization of the systems.

Nach einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind die Lippen oder die Lippe in den Stopfen und ggf. im Bereich der Öffnung in die Wandung des Behälters eingegossen oder eingeformt, wodurch die Auswahl eines aus anderen Gründen für den Stopfen, nnekel o.dgl. besonders günstigen Werkstoffs weitgehend freigestellt bleibt. Die einzugießenden Abschnitte der Lippen ,nd zweckmäßig verzinkt.According to an embodiment of the invention, the lips or the Lip in the stopper and, if necessary, in the area of the opening in the wall of the container cast or molded in, making choosing one for other reasons for the Stopper, nnekel or the like. particularly favorable material remains largely free. The sections of the lips to be poured in are galvanized as appropriate.

Dem voraufgehenden Gedanken folgend, wird insbesondere für kerntechnische Anlagen vorgeschlagen, daß der Stopfen und/oder die Öffnung umgebende Wandung in an sich bekannter Weise aus Grauguß - bzw. Beton - bestehen.Following the previous idea, in particular for nuclear Systems proposed that the plug and / or the wall surrounding the opening in In a manner known per se, made of gray cast iron or concrete.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die Lippe aus einem Schenkel eines Z-Profilstabes, dessen anderer Schenkel, ggf. zu Ankerlaschen geformt, in den Stopfen bzw.According to a further embodiment of the invention, there is the lip from one leg of a Z-profile bar, the other leg, possibly to anchor straps shaped, in the plug or

in die Öffnung umgebende Wandung des Behälters eingegossen oder eingeformt ist. Hierdurch ist neben einer einfachen Ausbildung der Lippe und ihrer Verankerung erreicht, daß der Stopfen o.dgl. bis an die Verschlußfuge aus dem für einen jeweiligen Verwendungszweck besonders geeigneten Werkstoff besteht.cast or molded into the wall of the container surrounding the opening is. As a result, in addition to a simple design of the lip and its anchoring achieved that the plug or the like. up to the sealing joint from the for each Purpose of use is particularly suitable material.

Weiter sind nach der Erfindung die Lippen oder die Lippe -zum Anbringen einer Schweißnaht, vorzugsweise einer Lippenschweißnaht, und deren Entfernen - von ihrer Umgebung um ein Mehrfaches ihrer Dicke hervortretend ausgebildet, wodurch das Anbringen und Entfernen der Schweißnaht erleichtert ist und die Lippen zum Herstellen eines Verschlusses besonders oft wiederverwendet werden können. Diese Ausbildung bietet weiter den Vorteil einer Art Dehnungsfalte, mittels der Lageveranderungen zwischen der Umgebung oder dem Saum der Öffnung und dem Stopfen o.dgl. infolge unterschiedlicher Wärmedehnung ausgeglichen werden, ohne daß hierdurch undichte Stellen in der Dichtung verursacht werden.Further, according to the invention, the lips or the lip are to be attached a weld, preferably a lip weld, and its removal - from their surroundings protruding several times their thickness, whereby the attachment and removal of the weld seam is facilitated and the lips for manufacturing of a closure can be reused particularly often. This training also offers the advantage of a kind of expansion fold, by means of the changes in position between the environment or the edge of the opening and the plug or the like. as a result of different Thermal expansion can be compensated without causing leaks in the seal caused.

Schließlich wird nach der Erfindung ein bedingt lösbarer Stopfen o.dgl. für einen Verschluß nach den voraufgegangenen Darstellungen, insbesondere für kerntechnische Anlagen vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Stopfen in an sich bekannter Weise ein Gußkörper - aus Grauguß - ist, in den - mindestens ein Gegenstand - aus schweißbarem Werkstoff, wie aus Stahl - mit mindestens einer aus dem Gußkörper hervorstehenden Lippe eingegossen ist, und ggf. daß der eingegossene Gegenstand ein Z-Profil aufweist, dessen einer Schenkel als Lippe aus dem Gußkörper hervorsteht.Finally, according to the invention, a conditionally releasable stopper or the like. for a closure according to the preceding representations, in particular for nuclear technology Plants proposed, which is characterized in that the plug in itself As is known, a cast body - made of gray cast iron - is in which - at least one object - Made of weldable material, such as steel - with at least one from the cast body protruding Lip is cast in, and if necessary that the cast object has a Z-profile, one leg of which protrudes from the cast body as a lip.

In der Zeichnung ist das Wesen der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in schematischer Weise veranschaulicht.In the drawing, the essence of the invention is based on an exemplary embodiment illustrated in a schematic manner.

Es zeigen: Fig. 1 einen Verschluß für eine Öffnung eines Behälters mit einem Deckel und einem Stopfen, geschnitten in einer in seiner Längsachse gelegenen Ebene, und Fig. 2 eine Draufsicht des Verschlusses.1 shows a closure for an opening of a container with a lid and a stopper, cut in one located in its longitudinal axis Plane, and FIG. 2 shows a plan view of the closure.

Nach der Zeichnung ist ein Behälter 1 mit einer oben gelegenen Öffnung mit einem Schirm 2 aus Beton umgeben, auf dem in einer stufenförmigen Aussparung ein Deckel 3 sitzt. Dieser enthält eine Öffnung zu dem eigentlichen Behälter, in der, bei stufenförmiger Ausbildung des Sitzes und der Fuge, ein Stopfen 4 aus Grauguß sitzt. Der Stopfen 4 besitzt zwei Öffnungen für Rohrleitungen 5, die miteinander, in weiter unten beschriebener Weise, zueinander dicht verbunden sind.According to the drawing is a container 1 with an opening at the top surrounded by a screen 2 made of concrete, on which in a step-shaped recess a cover 3 is seated. This contains an opening to the actual container in which, with a stepped design of the seat and the joint, a plug 4 made of gray cast iron sits. The plug 4 has two openings for pipelines 5, which with each other, are tightly connected to one another in the manner described below.

Es sind in dem etwa zylindrischen Abschnitt der Aussparung des Schirmes 2 ein Profilring 21 mit einer Lippe 211, in den Deckel 3 an seinem äußeren Umfang und dem Umfang seiner Öffnung für den Stopfen 4 zu Ringen gebogene Z-Profilstäbe 31 und 32 mit Lippen 311 bzw. 321 sowie in den Stopfen 4 an seinem äußeren Umfang und um die beiden Öffnungen für die Rohrleitungen 5 zu Ringen gebogene Z-Profilståbe 41 und 42 mit Lippen 411 bzw. 421 eingegossen.They are in the approximately cylindrical section of the recess in the screen 2 a profile ring 21 with a lip 211, in the lid 3 on its outer periphery and the circumference of its opening for the stopper 4 Z-profile rods bent into rings 31 and 32 with lips 311 and 321 and in the plug 4 on its outer periphery and around the two openings for the pipelines 5, Z-profile bars bent to form rings 41 and 42 cast in with lips 411 and 421, respectively.

Die Lippen 311, 321, 411 und 421 sind durch jeweils einen der Schenkel der Z-Profilstäbe 31, 32, 41 und 42 dargestellt, während deren andere Schenkel, zweckmäßig zuvor verzinkt und teilweise als Ankerlaschen 315, 325, 415 und 425 ausgebildet, in den Deckel 3 bzw. den Stopfen 4 eingegossen sind.The lips 311, 321, 411 and 421 are each through one of the legs the Z-profile bars 31, 32, 41 and 42 shown, while the other legs, expediently galvanized beforehand and partially designed as anchor plates 315, 325, 415 and 425, are cast in the cover 3 or the plug 4.

An die Rohrleitungen 5 sind kreisringförmige Lippen 511 angeschweißt.Annular lips 511 are welded to the pipelines 5.

Die Lippen 211, 311, 321, 411 und 421 sind um ein Mehrfaches ihrer Dicke gegenüber ihrer Umgebung hervortretend ausgebildet. Sie erstrecken sich bei etwa zylindrischer Form in axialer Richtung bzw. Schließrichtung des Deckels 3 und des Stopfens 4.The lips 211, 311, 321, 411 and 421 are several times theirs Thickness formed protruding from its surroundings. They extend at approximately cylindrical shape in the axial direction or closing direction of the cover 3 and of the plug 4.

Die Lippen 211 und 311, 321 und 411 sowie 421 und 511 sind an ihrem Saum und paarweise mittels einer Lippenschweißnaht 61, 62 bzw. 63 miteinander verbunden, so daß ein gasdichter Verschluß zwischen Schirm 2 und Deckel 3, Deckel 3 und Stopfen 4 sowie zwischen Stopfen 4 und Rohrleitungen 5 besteht, der durch Abschleifen, Abfräsen o.dgl. der Lippenschweißnaht bei Bedarf gelöst werden kann. Wie anhand der Zeichnung zu erenden ist, gestattet die Höhe der Lippen ein sehr oftmaliges Schließen und Öffnen des Verschlusses in der erläuterten Weise.The lips 211 and 311, 321 and 411 and 421 and 511 are on theirs Hem and in pairs connected to one another by means of a lip weld seam 61, 62 or 63, so that a gas-tight seal between the screen 2 and cover 3, cover 3 and stopper 4 as well as between the plug 4 and the pipelines 5, which is created by grinding, milling or the like. the lip weld can be loosened if necessary. As with the drawing is to be ended, the height of the lips allows a very frequent closing and Open the shutter in the manner explained.

nasend die Gasdichtigkeit durch die Schweißnaht an den Lippen erzielt wird, wird die Undurchlässigkeit des Verschlusses für radio aktive Strahlung überwiegend durch die an sich bekannte stufenförmige Ausbildung der Fugen zwischen Schirm 2 und Deckel 3 sowie zwischen diesem und dem Stopfen 4 erreicht.nasend the gas tightness is achieved by the weld seam on the lips becomes, the radioactive radiation impermeability of the shutter becomes predominant due to the step-shaped design of the joints between screen 2, which is known per se and cover 3 and between this and the plug 4 reached.

Die Erfindung ist, wie bereits daraus selbst zu erkennen ist, nicht auf Anwendungen nach dem Ausführungsbeispiel beschränkt und der Erfindungsgedanke schließt zahlreiche Abwandlungen ein. Um nur einige Beispiele zu nennen: Der schweißbare Werkstoff muß nicht Stahl sein. Anstelle einer Schweißnaht ist auch eine Löt- oder Hartlötnaht, unter Umständen sogar eine Klebenaht an dem Saum paarweise einander zugeordneter Lippen nicht ausgeschlossen. Die Lippen brauchen sich nicht in axialer oder Schließrichtung (oder ggf. radial) erstrecken, sie können auch miteinander trichterförmig ausgebildet sein. Es sind Fälle denkbar, in denen die Profilstäbe bzw. die Lippen aus schweißbarem Kunststoff bestehen. Diese wenigen Beispiele zeigen, daß die zunächst für kerntechnische Anlagen vorgesehene erfindungsgemäße Lösung zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten auch auf fern liegenden Gebieten der Technik gestattet.As can already be seen from this, the invention is not limited to applications according to the embodiment and the inventive concept includes numerous variations. To name just a few examples: The weldable one The material does not have to be steel. Instead of a weld, a solder or Brazed seam, possibly even a glue seam on the hem in pairs associated lips not excluded. The lips do not need to be axial or closing direction (or possibly radially), they can also with each other be funnel-shaped. There are cases conceivable in which the profile bars or the lips are made of weldable plastic. These few examples show that the solution according to the invention initially intended for nuclear facilities numerous application possibilities also in remote areas of technology allowed.

Patentansprüche:Patent claims:

Claims

Claims 1. Closure for an opening of a container with a stopper or the like., characterized in that on the opening and on the stopper (3, 4) or the like. corresponding lips (211, 311, 321 411, 421 511) or the like. are made of a weldable material such as steel, or that the Plug (3, 4) - at least one lip (211, 311, 321, 411, 421, 511) from the weldable Has material that is located on or in or around the opening objects (5) or whose sections are made of weldable material, so - for the purpose of sealing - the lips (211, 311, 321, 411, 421, 511) with one another or the lip can be welded to the objects or their sections or welded.

2. Closure according to claim 1, characterized in that the lips (211, 311, 321, 411, 421, 511) or the lip in the plug (3, 4) and possibly in the The area of the opening is cast or molded into the wall of the container (1, 2) are.

3. Closure according to one of claims 1 or 2, in particular for nuclear engineering Systems, characterized in that the stopper (3) and / or surrounding the opening Wall consist of gray cast iron in a manner known per se.

4. Closure according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the lip consists of one leg of a Z-profile rod (31, 32, 41, 42), whose other leg, possibly formed into anchor straps (315, 325, 415 425), in the Stopper (3, 4) or poured into the wall of the container surrounding the opening or is molded.

5. Closure according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the lips (211, 311, 321, 411, 421, 511) or the lip - for attaching a Weld seam, preferably a lip weld seam (61, 62, 63), and its removal - Are formed protruding from their surroundings by a multiple of their thickness.

6. Conditionally releasable stopper for a closure according to one of the preceding Claims 1 to 5, in particular for nuclear facilities, characterized in that that the ~ plug (4) is a cast body - made of gray cast iron - in a manner known per se, in the at least one object - made of weldable material, such as steel - with at least one lip (411, 421) protruding from the cast body is cast is.

7. Stopper according to claim 6, characterized in that the cast Object has a Z-profile, one leg of which is made as a lip (411, 421) the cast body protrudes.